2023.10.06

BigThink要約:アインシュタインの方程式とワームホールの謎

marugotoyoten

アメリカの理論宇宙学者、物理学と天文学の教授であるジャンナジェイレヴィンが「アインシュタインの方程式とワームホールの謎」について語りました。この動画の要点と要約をまとめました

スピーカー

ジャンナジェイレヴィン

専門分野:宇宙論
経歴:有限な宇宙の証拠を探し、非自明なトポロジーを持つために、私たちの宇宙が有限なサイズである可能性を提案しています。また、ブラックホールとカオス理論にも取り組んでいます。バーナードカレッジの教員として2004年1月に着任し、現在はクレア・タウ教授の肩書きを持っています。

３つの要点

要点１
ワームホールの建設と維持は困難である。
要点２
ブラックホールについての情報保存のパラドックスが存在する。
要点３
ブラックホールは量子ワームホールの幻想かもしれない。

要約

ワームホールと時空に橋を建設する可能性
時空の曲率の概念により、異なる空間の一部をつなぐ橋のようなワームホールの創造の可能性を想像することができます。しかし、これらのワームホールの建設と維持は大きな課題です。それらを動作させるためには特定の種類の物質と多くのエネルギーが必要です。残念ながら、必要な物質とエネルギーにはまだアクセスできません。理論上ではワームホールが可能かもしれませんが、実際に作ることができるかは不確かです。科学者たちはまだ量子ワームホールを研究しており、これらは非常に小さなスケールで存在するワームホールです。これは私たちがまだ理解しようとしている複雑なトピックです。

情報の保存とブラックホールのパラドックス
物質は異なる特性から成り立っており、物理法則で情報を保存することが重要です。ブラックホールが最初に発見されたとき、情報の喪失については心配されませんでした。なぜなら、ブラックホールの境界であるイベントホライズンの後ろに隠れていると考えられていたからです。しかし、スティーブン・ホーキングという科学者がブラックホールについて興味深いことを発見しました。彼は実際には粒子がブラックホールの外側の領域から逃げ出すことができるということを見つけました。これは情報がブラックホールから逃げ出すことができることを意味し、これは私たちがブラックホールについて知っていることに反するものです。これは量子力学とアインシュタインの曲がった時空の理論の両方に対して私たちの理解を問いかけました。

ホログラフィと情報の保持
ホログラフィは三次元の情報を二次元にエンコードする方法です。これはブラックホールの研究で重要になりました。なぜなら、ブラックホールに落ち込むものについての情報が実際にはその表面に保存されていると示唆されたからです。この情報はブラックホールから出てくる放射線にエンコードされます。この考え方はブラックホールが蒸発する際の情報喪失の問題を解決しました。しかし、新たな問題が生じました。ファイアウォールのパラドックスと呼ばれるものです。一部の科学者は、ブラックホールの境界に炎のように熱いバリアが存在し、ブラックホールに落ち込むものを破壊する可能性があると提案しました。これは多くの論争を引き起こし、これらのファイアウォールを必要とせずに情報を保持する他の方法についての議論を引き起こしました。

量子ワームホールとブラックホールの幻想
もしブラックホールが実際には私たちが思っているものではなかったらどうでしょうか。一部の科学者は、ブラックホールは量子ワームホールと呼ばれるものによって作られた幻想かもしれないと提案しています。これらのワームホールは情報が通過できる重なり合った糸のようなものです。それらはブラックホールの境界であるイベントホライズンの外観を与えます。この新たな理解は、ブラックホールにおける情報喪失の問題を解決し、重力が基本的な力であるという私たちの考えに挑戦します。これは時空とブラックホールが実際には純粋に量子力学的な基礎から来ていることを示唆しています。科学者たちがまだ探求している魅力的なアイデアです。

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